Wi-Fi全息技术：能穿墙获取物体全息图像！

导读

Wi-Fi，通常用于无线联网通信 。但是，最近德国慕尼黑工业大学的人员利用 Wi-Fi 辐射，建立起了Wi-Fi 发射器周围物体的三维全息图。而且科学家认为：房间内泄漏出的Wi-Fi 信号，甚至可能用于在房间外穿墙观察房间内的物体。

关键字

数字全息、三维成像、Wi-Fi、穿墙

背景

两年前，笔者曾写过一篇文章《浅谈Wi-Fi技术》，介绍过Wi-Fi 技术的基础知识。一般来说，Wi-Fi 技术往往用于无线数据通信，比如利用手机Wi-Fi上网。所以，有人会问：Wi-Fi 怎么会和全息技术联系到一起呢？

要了解这个问题，我们还是先来了解一下全息技术，之前在《科学家研发超颖材料设备 全息技术从科幻走向现实》一文中，我也曾介绍过这项技术。

其实，全息技术就是利用光线干涉和衍射的原理，记录并再现物体真实的三维图像。

那么，全息技术和Wi-Fi 似乎没有任何关系，因为全息技术是通过光学原理实现的，而Wi-Fi 是通过无线电波实现的。

为了帮助大家理解，笔者在《声音三维全息成像技术：重新演绎毕加索名画和平鸽》一文中，曾经介绍过光学全息技术以外的一种全息技术：声学全息技术。科学家利用声波创造出了美轮美奂的全息图：

声波是一种波，无线电波也是一种波，有了声学全息技术作为参考，我们也不难理解用Wi-Fi无线电信号，也能进行全息成像了。

创新

德国慕尼黑工业大学的科学家们通过创新探索，开发出一种全新的全息技术，它和光学全息技术不同，并不需要使用激光来帮助成像，而是通过Wi-Fi 发射器的杂散辐射，描绘出它周围环境的三维图像。

这项技术的论文《Wi-Fi 辐射全息技术》发表于《物理评论快报》上，作者是 Friedenmann Reinhard 博士 和 Philipp Holl 博士。

Friedemann Reinhard 博士说：

“利用这项技术，我们能够生成Wi-Fi 发射器周围的三维空间，就像我们的眼睛看到了微波辐射。”

在下图中，我们可以看到由铝箔制成的十字架，位于观测者和Wi-Fi 路由器之间，通过Wi-Fi 全息技术，能够很容易地重建出它的图像（旁边插图中所示）。

（图片来源：Friedemann Reinhard/Philipp Holl/慕尼黑工业大学）

技术

接下来，我们来看看这个系统的组成和原理，下图是一个很好的展示：

（图片来源：Friedemann Reinhard/Philipp Holl/慕尼黑工业大学）

商用的Wi-Fi 路由器发出杂散辐射，在其前方0.9米处，会有一个灰色的十字架，即需要被全息成像的物体，在十字架前方1.4米处，有一个标准的Wi-Fi 接收器（扫描天线），它可以在（3米 x 2米）的平面上缓慢的前后移动，逐点记录Wi-Fi 信号，形成一个“虚拟屏幕”，相当于光学成像的光学底片。另外，几米以外，还有一个静止天线（参考天线），充当了光学全息成像中参考光束的作用。

研究人员会处理到达这两个接受天线的信号，用计算机制作出中间被测物的全息图像。

应用

利用地下室的Wi-Fi发射器，可以绘制出整个仓库的三维图像

（图片来源：Friedemann Reinhard/Philipp Holl/慕尼黑工业大学）

• 工厂产品定位
  

研究人员希望这项技术未来可用于工业4.0，在自动化工厂中，自动定位部件和设备，比如在工厂天花板上，布置一些Wi-Fi 传感器，就可以构建出全息图像，追踪和定位具有RF识别标签的产品。

• 穿墙全息成像
  

大家都知道Wi-Fi 信号可穿墙，而这项技术未来不仅可利用Wi-Fi 信号，甚至可以用手机信号，对于这些设备附近空间的图像，进行全息处理。当然，研究人员认为，这有可能涉及到隐私问题，毕竟从某种程度上讲，这样会让这些信号发射器周围的环境，暴露于外部世界。

但是，也有科学家认为，建筑物墙中往往会具有金属结构，它会发射无线电信号，使得无线电波会从四面八方而来，这样这项技术就很难应对了。

• 灾害搜救
  

另外，这项技术还可用于灾害搜救，特别是例如地震情况下，拯救那些掩埋在废墟下的人，传统的方法只能定位幸存者的位置，而这项技术还可以提供被破坏的建筑结构内部的空间图像，让搜救者可以快速营救被困者。

参考资料

【1】https://www.tum.de/en/about-tum/news/press-releases/detail/article/33897/

【2】http://www.sciencemag.org/news/2017/04/stray-wi-fi-signals-could-let-spies-see-inside-closed-rooms

Philipp M. Holl and Friedemann Reinhard: Holography of Wi-fi Radiation.
Physical Review Letters, 05.04.2017 – DOI: 10.1103/PhysRevLett.118.183901

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